机用虎钳数控课设全解

目录

一,设计目的和要求................................3

1.设计目的...................................................3.

2.设计要求...................................................3

二.方案的拟定

1.机用虎钳的介绍...............................................3

2.机用虎钳的工作原理...........................................4

三.机用虎钳底座的数控加工工艺及编程说明・

1虎钳底座示意图（机床毛坯材料夹具选择）......................5

2虎钳底座工艺方案分析.....................................7

3虎钳底座加工顺序的安排.......................................8

4走刀路线的确定...............................................8

5切削用量的选择...............................................9

6虎钳底座加工工序卡.........................................11

7虎钳底座加工程序...........................................12

8模拟仿真加工.................................................16

四.机用虎钳钳身的数控加工工艺及编程说明-

1零件图的工艺分析............................................18

2选择毛坯.....................................................19

3选择材料.....................................................20

4制定加工方案和加工路线......................................20

5工件的定位装卡与对刀点的选用................................20

6走到路线的确认..............................................21

7切削用量的选择..............................................22

8虎钳钳身加工工序卡..........................................23

9钳身加工程序................................................24

10模拟仿真加工...............................................30

五,螺杆的数控加工工艺及编程说明・

1螺杆零件图...................................................31

2螺杆的尺寸图样分析..........................................32

3毛坯的选择..................................................32

4机床的选择..................................................33

5制定加工路线................................................33

6刀具选择及切削用量..........................................33

7数值计算.....................................................33

8工艺图片.....................................................34

9编制加工程序................................................34

六.机用虎钳的零件拆分图........................37

七.总装配图....................................38

八.设计心得.....................................39

九.参考资料....................................40

、设计目的和要求

1、设计目的

通过数控编程与加工课程设计・，利用所学知识对被加工工件进行数控加工艺

分析、编制加工程序及确定加工方法等设计过程、内容、方法及手段。培养学生

综合利用多学科知识独立进行设计的能力，充分发挥学生的主观能动性，提高自

主创新，团结合作、组织协调能力以及专业软件和计算机的应用能力等，为后续

毕业设计奠定基础。

2、设计要求

1)零件的工艺分析

(1)数控加工工艺的主要内容

(2)数控加工工艺的基本特点

(3)数控加工零件的合理选择

(4)加工方法的选杼与加工方案的确定

(5)工序与工步的划分

(6)零件的安装与夹具的选择

(7)刀具的选择与切削用量的确定

(8)对刀点和换刀点的确定

(9)加工路线的确定

2)编程中工艺指令的处理

在数控机床上加工零件的动作都必须在程序中用指令方式事先予以规定，在加

工中由机床自动实现。我们称这类指令为工艺指令。这类指令有国际标准，即准

备功能指令G辅助功能指令M两大类。在编制加工程序时，必须按程编手册正确

选用和处理。

二、总体方案的拟定

1、机用虎钳的介绍：

虎钳，利用螺杆或其他机构使两钳口作相对移动而夹持工件的工具。一般由底

座、钳身、固定钳口和活动钳口，以及使活动钳口移动的传动机构组成。按使用

的场合不同，有钳工虎钳和机用虎钳等类型。钳工虎钳安装在钳工工作台上，供

钳工夹持工件以便进行锯、锂等加工。钳工虎钳一般钳口较高，呈拱形，钳身可

在底座上任意转动并紧固。机用虎钳是一种机床附件，又称平口钳，一般安装在

铳床、钻床、牛头刨床和平面磨床等机床的工作台上使用。机用虎钳钳口宽而低,

夹紧力大，精度要求高。机用虎钳有多种类型，按精度可分为普通型和精密型。

精密型用于平面磨床、镣床等精加工机床。机用虎钳按结构还可分为带底座的回

转式、不带底座的固定式和可倾斜式等。机用虎钳的活动钳口也有采用气动、液

压或偏心凸轮来驱动快速夹紧的。

2、方案拟定：

1）本次课设由我们组三个人共同完成，其中虎钳底座部分由16号孙庆伟负

责，2号刘资聪负责钳身的制作加工，螺杆由24号秦淮负责编程加工，后期的

方案整理，排版合成说明书由2号刘资聪负责，16孙庆伟负责文件的刻录工作。

2）运用软件有二维软件CAXA和三维软件CAXA等，优先选用了CAXA软件。

GB/T-68

35GB/T-4?^7

G8/T-91

三.机用虎钳底座的数控加工工艺及编程说

明

1.虎钳底座示意图

152

S

Q0J

图1虎钳底座正视图

图3虎钳底座俯视图

1.1工具材料的选择

1.1.1毛坯的选择

根据虎钳底座尺寸图，虎钳底座的毛坯应选为152mmXI36mmX58mm的吕块毛

坯最为加工材料。

L1.2量具的选择

根据虎钳底座尺寸图，所选量具为精度0.01刖量程200mm的游标卡尺

1.1.3夹具的选择

通用机用虎钳。

1.2机床选择

XH7132立式加工中心数控铳床

2虎钳底座工艺方案分析

2.1虎钳底座结构分析

此虎钳底座的主要结构是由正方体外轮廓、带耳朵的外轮廓及梯形台阶组成，

正方体外轮廓上有工型通孔、有2个宽度分别为8mm和7nlm的梯形台阶，在侧面

有2个中8mm的通孔、在前部有中25mm深2mm的圆和O12mm的通孔，右侧有

①30mm深2的圆、①22nlm深4mm的圆以及①18mm的通孔,在耳朵型的外轮廓上

有口型长87mm宽40mni深14mm的凹槽。在耳朵上还有2个①Umm的通孔。

2.2虎钳底座加工工艺路线选择

首先根据示意图及尺寸图用①20nmi的盘刀将方形铝块去除余料深度预留2mm,

然后用中20nlm的端铳刀加工宽度为8mm和7mHi的阶梯槽，阶梯槽加工完毕后加

工工型凹槽。然后卸下工件翻面加工深14mm的口型凹槽，加工完凹槽加工耳型

的外轮廓，加工耳朵上的2个中Umm的通孔，卸下工件，将工件竖起用虎钳夹

住两侧,加工6251nm深2mm的圆形,加工有121nm的通孔。卸下工件倒转过来装

夹并加工①30mm的深2mm的圆形和①22mm深41rm的圆形以及①18mm的通孔，

加工完毕后加工2个O8mm的通孔。

2.3确定虎钳底库装夹方案

2.3.1定位基准的选择

在进行虎钳底座加工工艺的制定中，正确的选拦出虎钳底座的定位基准有着很

重要的意义。如果定位基准选择的不好，就会影响到虎钳底座加工的位置精度，

从而会使虎钳底座各表面的加工受到很大的影响。所以在进行加工工艺制定中保

证合理选择定位基准具有很大的意义，同时也关系到虎钳底座加工的精度，选好

定位基准不仅能提高加工的效率还能简化加工的工序，避免了不必要的工步。

2.3.2虎钳底座定位及夹紧

装夹方法：首先夹住长152nlm边的两端进行外轮廓及阶梯槽的加工，然后卸下

工件，翻面夹紧加工耳型外轮廓及2个中11mm的通孔，卸下工件将工件立起夹

紧宽16nlm的边两端，进行①25nlm和①12mm两个孔的加工，然后卸下工件翻面

夹紧进行中18mm,622nlm和2个681nm的孔加工。

刀具定位：工件的上表面为Z轴，左表面X轴负方向有表面为X轴正方向v注:

X,Y轴的选取根据实际情况拟定。

3.虎钳底座加工顺序的安排

1.用中20nlm盘刀去除多余铝料

2.虎钳底座8nmi阶梯槽加工

3.虎钳底座7mm阶梯槽加工

4虎钳底座152nmi义74mm外轮廓加工

5.虎钳底座工型通孔加工

6.翻面进行虎钳底座耳型外轮廓加工

7.虎钳底座耳型轮廓孔的加工

8.虎钳底座口型凹槽加工

9.虎钳底座尾端孔的加工

10.翻面进行虎钳底座前端孔的加工

11.2个①8mm通孔加工

4.走刀路线的确认

在数控加工中，刀具相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对

刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径。

走刀路线包括平面进给和深度进给两部分平面进给时，外轮廓从切线方向切

入，内轮廓刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出，此时刀具的切入切出点应尽

量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。

4.1刀具的选择

根据虎钳底座的加工工艺，外轮廓用中20mm的立铳刀，工型采用①6mm1勺立

铳刀，口型采用中8mm的立铳刀加工，耳型外轮廓用中20mm的立铳刀加工，耳

朵①11mm的通孔及口型深10mm的凹槽用中8的立铳刀加工,宽8mm和7mm的阶

梯槽采用①6mm的端铳刀加工,①25mm和①12mm的孔用①12mm的立铳刀加工,

622mm和中18mm的孔用①16mm的立铳刀加工,侧面2个中8的通孔用4)8mm

的立铳刀打孔加工。

产品名称及代零件名称零件图号01

a

序号刀具刀具加工表面

a注

规格名称数

量

1T1①20mm盘刀去除不需要的铝料

2T2①20mm立铳刀加工152mmX74nlm外轮廓及耳型外轮廓

3T3①16mm立铳刀加工①22mm和018mm圆孔

4T4①8mm立铳刀加工625mm,C12mm圆孔、耳朵通孔加

工虎钳底座工型通孔及口型凹槽加工

5T568mm钻头加工侧面2个①8mm的通孔

6T6①6mm立铳刀阶梯槽的加工

编制孙庆伟指导教师王桂萍

5.切削用量的选择

切削用量包括主轴转速，进给量，背吃刀量，常称为切削用量三要素。数控加

工种选择切削用量，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床

性能和刀具切削性能，使切削效率提高，加工成本最低，所以切削用量大小的选

择会对加工效率、加工质量、刀具磨损和加工成本有着很大的影响。

5.1背吃刀量的选择

(1)在工件表面粗糙度值要求为Ral2.5inn〜25口田时，如果数控加工的加工余

量小于5制/6硒，粗加工一次进给就可以达到要求。但在余量较大，工艺系统刚

性较差或机床动力不足时，可分多次进给完成。

(2)在工件表面粗糙度值要求为Ra3.2um〜12.5um时，可分粗加工和半精加

工两步进行。粗加工时的背吃刀量选取同前。粗加工后留0.5mm〜L0mm余量，

在半精加工时切除。

（3）在工件表面粗糙度值要求为RaO.8Hm〜3.2um时，可分粗加工、半精加

工、精加工三步进行。半精加工时的背吃刀量取1.5mm〜2mm。精加工时背吃刀

量取0.3mm〜0.5mm。

5.2进给量（进给速度）的选择

根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，可以参考切

削用量手册选取。对于多齿刀具，其进给速度vf.刀具转速n、刀具齿数Z及

每齿进给量fz的关系为：Vf二fn二fzn。

5.3切削速度的选择

根据已经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度选择切削速度。可用经验公式

计算，也可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查表选取或者

参考有关切削用量手册选用。在选择切削速度时，还应考虑：应尽量避开积屑瘤

产生的区域；断续切削时，为减小冲击和热应力，要适当降低切削速度；在易发

生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度；加工大件、细长件和薄

壁工件时，应选用较低的切削速度；加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度;

工艺系统刚性差的，应减小切削速度。

6虎钳底座加工工序卡

数控加工工工序卡

零件名虎钳底座零件01夹具名称机用虎钳

称图号

设备名称及型号数控铳床

材料名铝工序虎钳底座工序号008

称及牌名称加工

号

工步号工步内容刀具刀具规格主轴转速进给速度背吃刀量具

号r/minmm/min量mm

1去除不需要的铝料T1①20mm盘10004005游标

刀卡尺

28mm阶梯槽T6①6mm立7201000.5游标

铳刀卡尺

37mm阶梯槽T6①6mm立7201000.5游标

铳刀卡尺

4152mmX74mm外轮T2①20mm立8002005

廓铳刀

5虎钳底座工型通孔T4①8mm立60010010深度

加工铳刀尺

6虎钳耳型外轮廓加T2①20mm立8002005

工铳刀

7虎钳耳朵通孔加工T4①8mm立600500.5

铳刀

8虎钳底座口型孔凹T4①8mm立6001005深度

槽加工铳刀尺

9①25mm<!>12mm圆T4①12rnni立8001000.5深度

孔加工铳刀尺

10<t>22mm<P18mm圆T3616mm立8001000.5深度

孔加工铳刀尺

112个e8mm通孔加T5①8nlm钻8001000.5

工头

编制孙庆伟指导王桂萍

教师

7.虎钳底座加工程序

程序1去料

G54G90

M03S1000F400

G00Z10.

XOYO.

X-100.Y100.

Z-5.

G41G01X-80.D01

G01Y50.

X48.

Y32.

Y14.

X48.

Y-4.

X80

Y-22

X48

Y-70

X-80

GOOZ10

G40GOOXOY0

M05

M30

程序2加工8mm阶梯槽

G54G90

M03S720F100

G00Z10.

XOYO

Y80.

X56.

Z-2.

G42G01Y70.D06

GO1Y-72

GOOZ1O

G4OGOOXOYO

M05

M30

程序3加工7mm阶梯槽

G54G90

M03S720Fl00

GOOZ10.

XOYO

Y80

X48.

Z-l.

G42G01Y70.D06

G01Y-72

GOOZ10

G40GOOXOYO

M05

M03

程序04力口工152mmX74mm夕卜轮廓

G54G90

M03S800F200

GOOZ10.

XOYO

X-100.Y80

Z-4

G42G01X76.D02.

G01Y-35

G03X-74.Y-37.R2.

G01X74

G03X76.Y-35.R2.

G01Y35

G03X72Y37R2

GO1X-74

G03X-76Y35R2

GO1Y-80

G40GO1Y85

GOOZ1O

XOYO

M05

M30

程序05虎钳底座工型通孔加工

G54G90X33.

M03S600F100Y-12.

GOOZ10.X-54.

XOYOY-22.5

Zl.X-64.

G01Y10.Z-3.Y22.5

G42G01YOD04X10.

G01Y12.GOOZ10.

X33.G40GOOXOYO

Y22.5M05

X48.M30

Y-22.5

程序06虎钳耳型外轮廓加工

G54G90G01Y-47.G01X-80.

M03S800F200G02X23.Y-37.RIO.G40G01X-85.

GOOZ10.G01X74.GOOZ10.

XOYOG03X76.Y-35.R2.XOYO

X-100.Y80.G01Y35.M05

G42G01X-76.D02G03X74.Y35.R2.M30

Y-35.G01X23.

G03X-74.Y-37.R2.G02X13.Y47.RIO.

G01X-12.G01Y52.

G02X-2.Y-47.R10.G03X-2.Y-52.RI3.

G01Y-52.G01Y47.

G03X13.Y-52.R13.G02X-12.Y37.RIO.

程序07虎钳耳朵通孔加工

G54G90GOOXOYO

M03S600F50GOOZ10.

GOOZ10M05

XOYOM3O

Zl.

GO1X-l.5

G02X-l.5YO11.5JOZ-4.

Z-8.

Z-12.

Z-16.

GO2X-l.5YOII.5JO

程序08虎钳底座口型凹槽加工

G54G90X-64.

M03SGOOFl00GOOZ10.

GOOZ10.G40GOOXOYO

XOYOM05

Z-2.M30

G42G01X-10.D04

G01X-64.

Y20.

X48.

Y-20.

程序09025mm,⑴12mm圆孔加工

G54G90GOOXOYOM30

M03S800F10G01X-2.

GOOZ10G02X-2.Y0I2.JOZ-4.

XOYOG02X-2.Y0I2.JOZ-8.

Zl.G02X-2.Y0I2.JOZ-13.

GO1Z-2GOOXOYO

GO1X-8.5Z1O.

G02X-8.5Y0I8.5J0M05

程序10①22mm,①18mm圆孔加工

G54G90G02X-1.Y0T1.J0Z-5.

M03S800F100Z-10.

GOOZ10.Z-15.

XOY0Z-20.

Z1.Z-25.

Z-2.Z-30.

G01X-3.G02X-1.YOU.J0

G02X-3.Y0I3.J0GOOXOYO

GOOXOY0Z10.

G01X-1.M05

M30

程序112个中8nlm通孔加工

G54G90

M03S800I-100

G00Z10.

XOYO

Z-22.

GOOXOYO

Z10.

M05

M30

8.0模拟仿真加工

根据以上所得部分程序及加工方案，将其输入法兰克实体仿真软件进行较验仿

真，修改加工程序，并将校验后的程序输入到数控机床中，将数控系统界面调整

到图形校验界面，机床Z轴远离工件并对所编制的图形进行校验，发现错误即使

改保证证加工顺利进行.

1加工准备

（1）开机。

（2）回机床参考点。

（3）检查毛坯料是否符合加工要求。

（4）安装工件。在平口虎钳中间位置安装工件，并夹紧。

（5）安装刀具并对刀。在自紧式钻夹头刀柄中，安装.20mm盘刀、①20mm

立铳刀、①16mm立铳刀、①8mm立铳刀、①8min钻头、①6mm立铳刀完成零件的

对刀。

（6）工件坐标系的设置。把对刀得到的X、Y、Z坐标值分别输入到相应的G54

工件坐标系偏置寄存器中。

2模拟加工

模拟校验编制的程序走刀轨迹是否符合图纸要求。

3自动加工

将输入至数控机床中的程序自动运行，加工虎钳底座。

4结束准备

加工程序结束完成零件加工后，去除毛刺，打扫、清理机床和周围设施，并做

好机床保养等工作。

四.机用虎钳钳身的数控加工工艺及编程说明

1、零件图的工艺分析

1）三维立体图

钳身二维图

3）精度分析

分析零件图可知，内侧左端面、内侧右端面、内底面和外底面都要求切削加工,

并在轴和阶梯面的方向上均要求较高，孔60和孔44的端面均为平面,可以防止

加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度.钳口板槽需进行铳削加工,加工精度

要求较高.除主要工作面外,其余表面加工精度均较低,通过铳削和钻床的粗加工

就可以达到加工要求;而主要工作表面也可以在正常的生产条件下，采用较经济

的方法保质保量的加工出来.由此可知,该零件的工艺性较好.

2.选择毛坯

根据虎钳钳身尺寸图，虎钳底座的毛坯应选为180mmX75nmiXI33mm的吕块毛

坏最为加工材料。

3.选择材料

由于该工件在整体工作过程中不受较大的冲击，可选灰铸铁做为材料，而且

从其形状来看选择铸造也是比较好的。

4.制定加工方案及加工路线

1）选择数控机床及数控系统

选用HNC-22数控床（前置刀架）对工件进行加工，选用Z4012型数控钻床

对工件孔进行加工，数控系统选用FANUCOo

2）制定加工方案及加工路线

该虎钳活动钳身加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、精加工两个

阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位

加工，保证其他加工表面的精度耍求。根据示意图及尺寸图用中20mm的盘刀将

方形铝块去除余料深度预留2mm,然后用①20nm的端铳刀加工宽度为40mn和

10mm的阶梯槽。然后洗虎钳活动钳身的阶梯面竖直面、阶梯面横面、内侧左端

面、内侧右端面，加工顶端孔060、顶端通孔044的钻、较加工，卸下工件翻面

加工深15mm的凹槽，再将工件竖起用虎钳夹住两侧，加工016mm深25mm的孔

和宽160mm深50的槽。

5.工件的定位、装夹与对刀点的选用

1）定位基准的选择

在进行虎钳钳身加工工艺的制定中，正确的选拦出虎钳钳身的定位基准有着很

重要的意义。如果定位基准选择的不好，就会影响到虎钳底座加工的位置精度，

从而会使虎钳底座各表面的加工受到很大的影响。所以在进行加工工艺制定中保

证合理选择定位基准具有很大的意义，同时也关系到虎钳底座加工的精度，选好

定位基准不仅能提高加工的效率还能简化加工的工序，避免了不必要的工步。

2）虎钳底座定位及夹紧

装夹方法：首先夹住长边的两端进行外轮廓及阶梯槽的加工，然后卸下工件，

翻面夹紧加工外轮廓，卸下工件将工件立起夹紧宽边两端，进中16mm两个孔的

加工和槽。

刀具定位：工件的上表面为Z轴，左表面X轴负方向有表面为X轴正方向。注

X,Y轴的选取根据实际情况拟定。

3）对刀点的选择原则

（1）要便于数学处理和简化程序编制

（2）在机床上找正容易；

（3）加工过程中检查方便；

（4）引起的加工误差小。

6.走刀路线的确认

在数控加工中，刀具相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对

刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径。走刀路线包括平面进给和深

度进给两部分平面进给时，外轮廓从切线方向切入，内轮廓刀具只能沿内轮琬曲

线的法向切入切出，此时刀具的切入切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的

交点处。

1）刀具的选择

根据虎钳底座的加工工艺，外轮廓用中20mm的立铳刀，宽40nlm和10nmi的阶

梯槽采用10mm的端铳刀加工，⑴60nlm和①44州的孔用中16mm的立铳刀力口工,

侧面2个①16的通孔用①15mm的钻加工再用M16丝锥攻螺纹，宽25nmi阶梯槽采

用中12nlm的立铳刀加工。

产品名称及代零件名称零件图号01

序号刀具刀具加工表面备

号

注

规格名称数量

1T1①20mm盘刀1去除不需要的材料

2T2①20mm立铳刀1加工外轮廓

3T3①16mm立铳刀1加工。60mm和①44mm圆孔和

翻面深15mm的槽

4T4①15mm钻1加工侧面2个①16mm圆孔

5T5①12mm立铳刀1加工侧面宽160mm槽

6T6①10mm立铳刀1加工阶梯槽

7T7①8mm立铳刀1加工044mm圆孔

8T8M16丝锥1加工侧面2个①16mm圆孔

7.切削用量的选择

切削用量包括主轴转速，进给量，背吃刀量，常称为切削用量三要素。数控加

工种诜择切削用量，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前樨下，充分发挥机床

性能和刀具切削性能，使切削效率提高，加工成本最低，所以切削用量大小的选

择会对加工效率、加工质量、刀具磨损和加工成本有着很大的影响。

7.1背吃刀量的选择

(1)在工件表面粗糙度值要求为Rai2.5um〜25Rm时，如果数控加工的加工

余量小于5mm、61ng粗加工一次进给就可以达到要求。但在余量较大，工艺系统

刚性较差或机床动力不足时，可分多次进给完成。

(2)在工件表面粗糙度值要求为Ra3.211m〜12.511m时，可分粗加工和半精

加工两步进行。粗加工时的背吃刀量选取同前。粗加工后留0.5mm〜1.0mm余量,

在半精加工时切除。

(3)在工件表面粗糙度值要求为RaO.8uni〜3.2um时，可分粗加工、半精加

工、精加工三步进行。半精加工时的背吃刀量取1.5mm〜2nlln。精加工时背吃刀

量取0.3mm〜0.5mm0

7.2进给量(进给速度)的选择

根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，可以参考

切削用量手册选取。对于多齿刀具，其进给速度vf、刀具转速n、刀具齿数Z及

每齿进给量fz的关系为：Vf二fn二fzn。

7.3切削速度的选择

根据已经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度选择切削速度。可用经验公式

计算，也可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查表选取或者

参考有关切削用量手册选用。在选择切削速度时，还应考虑：应尽量避开积屑瘤

产生的区域；断续切削时，为减小冲击和热应力，要适当降低切削速度；在易发

生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度；加工大件、细长件和薄

壁工件时，应选用较低的切削速度；加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度;

工艺系统刚性差的，应减小切削速度。

8虎钳钳身加工工序卡

数控加工工工序卡

零件名虎钳钳身零件JH-001夹具名称机用虎钳

称图号

设备名称及型号数控铳床HNC-22

材料名灰铸铁工序虎钳钳身工序号009

称及牌名称加工

号

工步号工步内容刀具刀具规格主轴转速进给速度背吃刀量具

号r/minmm/minmm

1去除不需要的铝料T1①20mm10004005游标

盘刀卡尺

2加工10mm阶梯槽T6①10mm7201000.5游标

立铳刀卡尺

3加工外轮廓T2①20mm8002005

立铳刀

4顶端圆孔①60mmT3016mm立60010010深度

铳刀尺

6顶端通孔①44nlT3①16mm①88002005

T7mm立铳刀

82个①16mm孔T4①15mm钻600500.5

T8M16丝锥

7钳身凹槽加工T5①12mm6001005深度

立铳刀尺

9翻面深15mmT3①16mm6001005

的槽立铳刀

制作刘资聪班级机电1142学号02

9.钳身加工程序

02加工10mm阶梯槽

04801;

G54G90G94;

M03S720T06;

GOOX0Y0;

Z50;

GOOXOY-20;

Z5;

G01ZOF500.;

M98P100LIO;

G90GOOZ100;

M30;

00100;

G91G01Z-4.5;

M98P200LI;

G91GOOZ45;

Y10;

M99;

00200;

G91G01X-182;

GOOY-12;

X182;

Y12;

Y-10;

Z-45;

M99;

03加工外轮廓

00001;

G90G54GOOXOYO;

G43H02Z10.0;

SI000M03;

GOOX-140Y-140.Z2.;

G01Z-3.Fl00;

G41G03X-80YODOI;

G02XOY80.;

G01X3.Y90;

X57;

G40GOZ200;

XOYO;

M05;

MOO;

G431102Z10;

SI000M03;

GOOX-140Y-140Z2.0;

G01Z-3.0F100;

G41G03X-50YODOI;

G02XOY50;

G01Y90;

X57;

G40GOZ200;

XOYO;

M05;

M30;

04加工顶端直径60和直径44的圆孔

00001

G91G28Z0;

T03M06;

G54G90GOOX0v0;

S500M03;

G43H03Z50;

G81X90Y90Z-20R4Q3F100;

G80M05;

G91G28Z0;

T03M06;

G54G90GOOX0v0;

S100M03;

G43H03Z50;

G81X90Y90Z-40R4Q2F100;

G80;

GOOZ200;

M30;

G91G28Z0;

T07M06;

G54G90GOOXOv0;

S100M03;

G43H02Z50;

G81X90Y90Z-40R4F100;

G80;

GOOZ200;

M30;

05加工侧面螺纹孔

G91G28Z0;

TOIM06;

G54G90X0Y0;

S600M03;

G43H04Z50;

G99G81X45Y52.5Z-25R-10F150;

G98XM5;

G80M05;

G91G28Z0;

T02M06;

G54G90GOOX0Y0;

S500M03;

G43H08Z50:

G99G84X45Y52.5Z-25R-10F100;

G98X145;

M80;

GOOZ200;

M30;

06加工侧面阶梯槽

00012

G54G90G94;

M03S600T04;

GOOXOYO;

Z50;

GOOX20Y10;

Z5;

G01ZOF500;

M98P100LIO;

G90GOOZ100;

M30;

00100;

G91G01Z-5;

M98P200LI;

G91GOOZ50;

Y15;

M50;

M99;

00200;

G91G01X-110;

GOOY-18;

X110;

Y18;

Y-18;

Z-50;

M99;

07加工翻面阶梯槽

04444;

G54G90G94;

M03S600T03;

GOOX0Y0;

Z50;

GOOX0Y-62;

Z5;

G01Z0F500;

M98P100L5;

G90GOOZ100;

M30;

00100;

G91G01Z-5;

G98P200L1;

G91GOOZ15;

Y83;

M99;

00200;

G91G01X-182;

GOOY-162;

X182;

Y162;

Y-180;

Z-15;

M99;

10.模拟仿真加工

根据以上所得部分程序及加工方案，将其输入法兰克实体仿真软件进行较验仿

真，修改加工程序，并将校验后的程序输入到数控机床中，将数控系统界面调整

到图形校验界面，机床z轴远离工件并对所编制的图形进行校验，发现错误即使

改正，保证证加工顺利进行。

1加工准备

（1）开机。

（2）回机床参考点。

（3）检查毛坏料是否符合加工要求。

（4）安装工件。在平口虎钳中间位置安装工件，并夹紧。

（5）安装刀具并对刀。在自紧式钻夹头刀柄中，安装①20mm盘刀、⑴20nmi

立铳刀、①16nlm立铳刀、①8nlm立铳刀、①15im钻头、①12mm立铳刀完成零

件的对刀。

（6）工件坐标系的设置。把对刀得到的X、Y、Z坐标值分别输入到相应的G54

工件坐标系偏置寄存器中。

2模拟加工

模拟校验编制的程序走刀轨迹是否符合图纸要求。

3自动加工

将输入至数控机床中的程序自动运行，加工虎钳底座。

4结束准备

加工程序结束完成零件加工后，去除毛刺，打扫、清理机床和周围设施，并做

好机床保养等工作。

五.螺杆的数控加工工艺及编程说明

1螺杆零件图

1.1螺杆三维图

图1.1螺杆

1.2螺杆零件图

图1.2螺杆

2螺杆的图样尺寸分析

2.1图样分析

螺杆（丝杠）的零件图如图2.1,对该零件图进行分析可得：该工件为长性轴,

轴的一端为四方形，另一端有圆锥销孔，中间有螺纹。该零件需要加工的有外圆、

退刀槽、圆锥孔和螺纹，加工形状复杂，但精度不是很高，加工时注意刀具的选

择，但需掉头分两道工序完成加工，加紧方式采用三爪软卡盘。

2.2尺寸分析

螺杆的表面粗糙度值为1.6um,左端有直径为4nm的圆台销孔，Ml8X2的螺纹，

且螺纹大径为18mm,小径为14mm,倒角为2,宽度为8mm的退刀槽，右端有14X14

的方头。

3毛坯的选择

由装配图1.1可了解到，螺杆的转动带动螺母工作，螺杆的性能直接影响到机

用虎钳的工作效率。因此，所选用的材料要有较高的硬度和耐磨性，经调质处理

后可达到要求。

3.1毛坯材料为45钢，因为螺杆的加工要有很好的力学性能，且零件的较大，

较适合选用经调质处理后的45圆钢。有因工件右端有一方形头，所以毛坯右端

应在铳床上铳出来。

3.2该工件毛坯的形状应制成“25X220,且一端有应铳成的方头，长度为22mm,

且端面边长为14X14mnio

4机床的选择

CA6140中心数控车床

5制定加工路线

以方头所在的右端面圆心为工件坐标系原点，该工件的加工工艺路线为：

5.1先在CA6140车床上平端面，并在两端钻中心孔

5.2粗加工工艺路线：

①粗车外圆轮廓，留精车余量。

②调头，粗车外圆轮廓，留精车余量。

5.3调质处理

5.4精加工工艺路线：

①精车中18外圆一精车①22外圆①一精车①20外圆精车螺纹外圆

②掉头，精车精车中12外圆一精车螺纹外圆

5.5车中13X8的退刀槽

5.6车螺纹M18X2至要求

5.7调至铳床上铳方型头，长度为22mm,且端面边长为14X14mmo

5.8钻圆锥孔①4,要求距离左端10mm

注意：

掉头装夹时，用软铜片包裹在已加工后的工件外表面，以防加工后的工件受

到损伤。

6刀具选择及切削用量

根据加工要求，应选用外圆车刀、切槽刀和外螺纹车刀，中4钻头各一把。1

号刀为外圆车刀分有550粗车刀和80°精车刀，2号为切槽刀，3号为外螺纹

车刀。换刀点以刀具不碰到工件为原则。

粗加工时留精加工余量，进给速度、背吃刀量、进给量可有查表计算而得。

7数值计算

根据图可知，该螺杆为M18X2,令螺纹大径为D,螺纹小径为d,导程为P,经

查表可得下面计算式：

螺纹大径D=M-0.2165XP

螺纹小径d=M-1.299XP

计算可得：I>17.5d=15.4

8工艺卡片

8.1数控加工刀具卡

刀具号刀具规格名称数量加工内容主轴转速进给速度背吃刀■

(r/min)(mm/r)

T180"外圆车刀1粗车外轮廓5000.32

T255°外圆车刀1精车外轮廓8000.10.5

T3切槽刀1切退刀槽4000.11

T460。外螺纹军刀1车M0X2螺纹5000.10.5

T5①4钻头1钻圆台销孔3000.10.5

表2.1数控加工刀具卡

8.2数控加工工艺卡

名称工艺要求工作者备注设备

下料中25X220手动

车车端面打中心孔